高中物理力的相互作用10道实验专题.docx
- 文档编号:14150807
- 上传时间:2023-06-21
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:252.73KB
高中物理力的相互作用10道实验专题.docx
《高中物理力的相互作用10道实验专题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理力的相互作用10道实验专题.docx(15页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
高中物理力的相互作用10道实验专题
高中物理力的相互作用10道实验专
学校:
姓名:
班级:
考号:
一、实验题
1.两根原长相同、劲度系数不同的弹簧甲、乙串联接在一起,构成一个新弹簧丙,设弹簧甲、乙的劲度系数分别为人、k_新弹簧丙的劲度系数为为探究R与人、(的大小关系,同学们设计了如图(«)所示的实验,实验步骤如下:
(1)将新弹簧丙悬挂在铁架台上,刻度尺竖直固定,零刻度与甲弹簧上端对齐,在甲、乙
弹簧末端分别固定指针A、B。
图(b)是不挂钩码时指针A在刻度尺上位置的放人图,则弹簧甲的原长为cm;
(2)在弹性限度内,将规格为50g的钩码逐个挂在弹簧乙的下端,记卞钩码的个数"及对
应指针A、B的读数厶、厶「如表格所示。
若当地重力加速度为9.80111/S2,根据表格中的数据,求出弹簧甲的劲度系数人=N/m,新弹簧丙的劲度系数为k=
N/m(结果均保留三位有效数字);
(3)根据实验结呆,可以判断串联新弹簧的劲度系数R与人、人的人小关系为
钩码数/〃
1
2
3
4
5
La/cm
16.51
20.50
24.52
28.49
32.51
Lb/cm
31.07
37.02
43.01
4&98
55.03
14.56
16.52
18.49
20.49
22.52
2.在“共点力合成”实验中。
(1)通过本实验可以验证共点力合成时遵循的定则是定则。
(2)在实验过程中要注意:
细绳、弹簧秤应与水平木板保持—,弹簧秤伸长的方向
与细绳要。
(3)如图所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果,其中F为实验测得的合力,
3.某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如卞问题:
一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h=30.0cm且开II向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的卞端位于筒内,用测力计可以同弹簧的卞端接触),如图甲所示,若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度/,现要测出弹簧的原长和弹簧的劲度系数,该同学通过改变/而测出对应的弹力F,作出F-1图彖如图乙所示,则弹簧的劲度系数为R=N/m,
弹簧的原长厶=cm.
4.做“验证力的平行四边形定则”的实验时:
(1)除已有的器材(方木板、白纸、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有
和.
(2)要使两次合力与分力产生相同的效果,必须
A.每次将橡皮条结点拉到同样的位置
B.每次把橡皮条拉直
C.每次准确读出弹簧测力计的示数
D.每次记准细绳的方向
⑶在验证力的平行四边形定则实验中得到如下数据,请选择合适的标度在如卜•图方框中作图完成实验数据的处理(—)o
■
•
<>••
5・在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。
(1)为了完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量
x(xl0-2m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
根据表中数据作出F-x图彖
()
并求得该弹簧的劲度系数k=N/m;
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示,其读数为N:
同时利
用
(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示;
)
6・在“探究求合力的方法”的实验中
(1)本实验采用的科学方法是
A.理想实验法B.等效替代法
C.控制变量法D.建立物理模型法
(2)为了减小实验误差,实验时应
A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最人量程,然后只需调节另一个弹簧
秤拉力的人小和方向,把橡皮条另一端拉到0点
D.拉力戸和的夹角越大越好
7.
某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力人小与其长度的关系”的实验。
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持状态(填“水平”或“竖直”)。
(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力人小F与弹簧长度x的关系图线。
劲度系数k
=N/nio
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图丙所示时,该弹簧的长度x=cm。
8.
(1)在进行“互成角度的两个力的合成”实验时,某同学作出的实验图如图所示,
其中A为固定橡皮条的固定点,O为橡皮条与细绳的结合点,图中合力的实验
值,是片、&合力的理论值。
通过比较尸和F,可以得出结论:
在误差允许的
范围内,说明是成立的。
(2)在此实验中,下列哪些措施可减少实验误差:
o
A・使用弹簧秤拉橡皮条时,应使它与木板平面平行
B.两个分力许、&的夹角越大越好
C.两个分力许、&的大小要适当大些
D.拉橡皮条的细绳要稍长一些
9.某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力人小与其长度的关系”的实验。
®(a>国3)E(c)
(1)他通过实验得到如图(b)所示的弹力人小F弹簧长度x的关系图线。
由此图线可
得该弹簧的原长Ao=cm,劲度系数k=N/ma
(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示
时,读数为No
10.探究弹力和弹簧伸长的关系"的实验中,组成了如图所示的装置,所用的每个钩码的质量都是30g.他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,在坐标系中作出弹簧弹力人小F跟弹簧总长度X之间的函数关系的图线・(弹簧认为是轻弹簧,弹力始终未超出弹性限度,取g=10m/s2}
的円
(1)由图线求得该弹簧的劲度系数比=/v/m原长cm.(结果均保
留两位有效数字),
(2)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中,他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用亳米刻度尺测出弹簧的原长S,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度匚把0—5作为弹簧的伸长量x・这样操作,由于弹簧自身重力
ABCD
参考答案
1.12.50(12.49-12.51)12.3(12.2)8.18(&10-8.30)C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]Aa是弹簧甲的长度,刻度尺的最小示数为1mm,需要估读到最小位的下一位,故示数为12.50cm(12.49-12.51),即弹簧甲的原长;
(2)[2]由表格中的数据可知,当弹力的变化量AF=50xW3x9.80N=0.49N时,弹簧
甲的形变量为
Ay=20.50cm-16.5lcm=3.99cm
根据胡克定律知
\F049k=——=——-——-N/m=12.3N/m1Av3.99x10=
[3]Z^a是弹簧甲的长度,厶b是弹簧甲和弹簧乙的总长度,即新弹簧丙的长度,由表格中的数
据可知,当弹力的变化量AF=50xW3x9.80N=0.49N时,弹簧丙的形变量为
Ax=43.01cm-37.026777=5.99cm
根据胡克定律知
AF049k=——=——-——N/m=8.18N/m
心5.99x10'-
(3)[4]由题可知,甲、乙、丙三根弹簧的弹力相等,设为根据胡克定律,对甲弹簧
对乙弹簧有
对丙弹簧有
解得心内=务
根据几何关系有
代入三个弹簧的形变量,则有
故选C。
2.平行四边形在同一水平面内(或平行)在同一直线上乙
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据该实验的装置可知,该实验是验证力的平行四边形定则实验。
(2)[2][3]该实验中是通过细绳的方向来确定弹簧拉力的方向,为了确保细绳方向和弹力方向一致,因此该实验中要求细绳、弹簧秤一定要与木板平行,弹簧秤伸长的方向与细绳要在同一方向上。
(3)[4]由实验测得的合力方向与一根弹簧秤拉橡皮筋时方向相同,即沿着细绳方向,由于误差的存在,通过平行四边形定则得出合力值与实验值有一定的差距,不在同一直线上,故乙图实验结果是错误。
3.20020cm
【解析】
【分析】
【详解】
[1]根据胡克定律F与/的关系式为
F=k(l+h-lQ)=kl+k{h-lQ)
从图彖中町得直线的斜率为
=60202()N/Cm=20()N/m
故弹簧的劲度系数为:
k=200N/m.
[2]截距为20N;由
也-?
o)=2ON
解得:
/0=20cm
4.橡皮筋弹簧测力计ACD见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]除已有的器材(方木板、白纸、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有弹簧测力计和橡皮条;
(2)[习要使两次合力与分力产生相同的效果,必须满足每次将橡皮条结点拉到同样的位置;故选A.
(3)[4]作图如图
【分析】
【详解】
(1)[1][2].以水平方向为x轴,竖直方向为F轴,建立直角坐标系,然后描点,选尽可能
多的点连成一条线,其图线的斜率即为弹簧的劲度系数h在直线上任取一点,如(6X10-2,
3.2),则:
(2)[3][4].弹簧测力计的读数为2.10N,设每单位长度为1N,则合力F介的图示如图所示。
(3)[5].经测量,合力F介=3.3N。
6.BAB
【解析】
【分析】
【详解】
⑴[1]本实验采用的科学方法是等效替代法,故选B:
⑵[2]A.拉橡皮条的绳细一些且长一些,可减小确定力的方向时产生的误差,实验效果较好,选项A正确:
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,选项B正确;
C.实验中,弹簧的读数大小适当,便于做平行四边形即可,并非要求一定达到最人量程,故C错误;
D.拉力戸和E的夹角大小要适当,并非越人越好,选项D错误。
故选AB。
7.竖直5010
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]因为弹簧处于竖直状态,为了使刻度尺读数准确,刻度尺应保持竖直。
(2)[2]根据胡克定律F=kx.从图乙可知,劲度系数为
k==rN/m=50N/m
心(20-16)x10■-
(3)[3]当弹簧秤上的示数如图丙所示时,拉力尸=3N,根据胡克定律可知,此时弹簧形变量为
AY=—=—m=6cm
k50
又根据图乙可知,尸=0N时,弹簧原长厶=4cm。
所以此时弹簧的总长度为
x=L0+^x,=10cm
8.F1F力的平行四边形定则ACD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[l][2]Fi.E合力的理论值是指通过平行四边形定则求出的合力值,而其实验值是指一个弹簧拉橡皮条时所测得的数值,由此可知F是F"合力的理论值,F是合力的实验值;
[3]通过比较F和F,可以得出结论:
在误差允许的范闱内,说明力的平行四边形定则是成立的;
(2)[4]A.在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行,否则会影响力的人小,故A正确;
B.根据平行四边形定则可知夹角太小将会导至合力过人,导致一个弹簧拉时可能超过量程,故夹角不能太小或太人,适当即可,故E错误;
C.实验是通过作图得出结果,故在不超出量程的情况下为了减小误差应让拉力尽量人些,故C正确:
D.为了准确记卞拉力的方向,故采用两点描线时两点应尽量距离大一些,故细绳应长些,故D正确。
故选ACDo
9.4504.6
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为4cm;弹簧弹力为2N时,弹簧的长度为8cm,伸长量为
A.\-4cm=0.04m
根据胡克定律
F=k\x
有
AF2
k=——=N/m=50N/m
心0.04
(2)[习弹簧的最小分度值为0.2,因此不估读到下一位,由图c得到弹簧的读数为4.6N。
10.
(1)27(25〜29);6.0cm;C;
【解析】
【分析】
(1)对弹力于弹簧长度变化关系的分析.图线跟坐标轴交点,表示弹力为零时弹簧的长度,即为弹簧的原长.由画得的图线为直线可知弹簧的弹力人小与弹簧伸长量成正比.
(2)结合该实验中的注意事项分析即可.
【详解】
(1)根据胡克定律F=k(x-x0)即F=kx-kxo,图象斜率等于弹簧的劲度系数,故:
k=N/m=2SN/in
(11.7-6)x0.01
当F=0时,x=x0,即图彖与x轴的交点等于弹簧的原长,即xo=6.Ocm
(2)把弹簧悬挂后,由于弹簧自身有重力,在不加外力的情况下,弹簧已经有一定的伸长.故
C正确,AED错误.故选C.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 相互作用 10 实验 专题